Exercícios Resolvidos de Dipolos Elétricos

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Enunciado

Um dipolo elétrico é formado por duas partículas de mesma massa e cargas + q e - q q > 0 , unidas por um bastão rígido, fino, isolante e de massa desprezível.

Ele encontra-se inicialmente em repouso em uma região de campo eletrostático externo não-uniforme, como mostrado na figura abaixo.

Seu eixo está inicialmente paralelo ao eixo O Y do sistema de coordenadas e as linhas orientadas representam as linhas do campo elétrico externo.

Assinale a alternativa que melhor descreve o movimento subsequente do centro de massa (CM) do dipolo e o movimento de rotação do dipolo em torno de um eixo paralelo a OZ e que passa pelo CM.

a O CM se deslocará no sentido + y ^ e as cargas irão girar em sentido horário.

b O CM se deslocará no sentido + y ^ e as cargas irão girar em sentido anti-horário.

c O CM se deslocará no sentido - x ^ e as cargas irão girar em sentido horário.

d O CM se deslocará no sentido - x ^ e as cargas irão girar em sentido anti-horário.

e O CM permanecerá em repouso e as cargas irão girar em sentido horário.

f O CM permanecerá em repouso e as cargas irão girar em sentido anti-horário.

Passo 1

Vamos começar desenhando a força que atuará sobre cada carga.

Sobre a carga positiva, a força eletrostática terá o mesmo sentido do campo, já sobre a carga negativa, a força terá sentido oposto ao do campo, se liga:

Agora, olhando somente para o dipolo e as forças que desenhamos, vamos decompor essas forças em duas direções: na mesma direção do bastão rígido (eixo y ), e na direção perpendicular ao bastão rígido (eixo x ).

Vamos analisar cada componente separadamente.

Passo 2

As componentes em y (na mesma direção da barra) estão apontando para a mesma direção e sentido.

Como resultado, o CM se deslocará no sentido + y .

Passo 3

As componentes em x (na direção perpendicular ao bastão) tem sentidos opostos.

Dado os sentidos das componentes e considerando o centro do bastão como CM, as cargas irão girar em sentido horário.

Assim, a resposta certa é a letra a .

Resposta

a O CM se deslocará no sentido + y ^ e as cargas irão girar em sentido horário.

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